一种六自由度调节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种六自由度调节装置，包括定位基座和与所述定位基座连接的六自由度调节机构，所述六自由度调节机构包括用于装配芯片的芯片定位座，用于装配所述芯片定位座的角度调节基板，设于所述角度调节基板上的X/Y向水平调节组件、Z向及绕X/Y向调节组件及绕Z向调节组件。本发明专利技术不仅有效实现对光电转换芯片的六自由度调节，无需借助其他定位装置，精度高、操作简便；且光电转换芯片的旋转中心与光轴重合，进行绕光轴旋转调节时，不会使其他自由度发生变化，调节快、效率高，本发明专利技术结构简单，重量轻便，成本低廉，切实满足了实际应用的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度调节装置
本专利技术涉及光刻机
，具体涉及一种六自由度调节装置。
技术介绍
光电转换芯片是将外界输入的光信号转换为电信号(PSD)或另一种功能光信号(DMD)的一类芯片，如光电位置传感器(PSD)以及微镜阵列(DMD)，在光刻机中具有广泛应用。如图1所示，该类芯片的特点是在其外封装1’上拥有一个感光窗口2’，用于光电信号转换，其外形通常为扁平方六面体，且外形尺寸无严格的公差控制，其感光窗口2’相对外封装1’的安装基准位置也没有准确限定，如图2所示，该芯片的外封装1’边长为a，感光窗口2’边长为b，外封装1’安装基准位置与感光窗口2’的距离为c。由于外封装1’一般为陶瓷件，安装基准位置不易精确控制，加上生产芯片时存在装配误差，各个芯片的a值与c值通常存在较大误差，因此，当以芯片外封装1’为基准对芯片定位时，其感光窗口2’与设定位置往往会有偏差。在高精度光刻机中，通常需要准确定位感光窗口2’相对于光路的准确位置，此时只能使用调节机构对芯片相对光路的位置进行六自由度调节，以将感光窗口2’相对于光路的位置找正锁紧。目前现有技术中提供的调节机构有很多，通常只能实现2-3个自由度的调节功能，如图3a所示，为二自由度调节机构，采用正交的两个调节螺丝3’来调节活动板7’相对固定板6’沿X向和Z向位置。如图3b所示，为三自由度调节机构，采用一个定位销4’和两个调节钮5’连接固定板6’和活动板7’，通过调节定位销4’的长度以调节活动板7’的轴向位移，通过旋动调节钮5’对活动板7’进行绕X和绕Y方向的水平调节。然而上述调节机构都只能实现芯片2-3个自由度的调节，不能满足高精度光刻机的高精度对准需求，且转轴轴心离芯片感光窗口2’的轴心相当远，在相对光轴进行旋转调节时，其它自由度也会发生变化，因此需要反复调节，操作复杂，调节效率低下。为了实现六自由度的调节，现有技术中提供了一种六自由度调节台，由1个双向位移台和4个单向调节台拼接而成，通过调节6个滑台上的微分头来实现相应的6自由度调节。此外，现有技术中还提供了一种具有角度调节功能的样品托，该技术中将芯片固定在一个方型的固定基座上，方型的固定基座的下方伸出一V形刀口，卡在一V形块的V形槽内，在V形刀口的左右两侧的其中一侧固定一拉簧，另一侧安装一个调节螺丝，通过旋转调节螺丝使方型的固定基座带动其上的芯片实现相对于V形刀口轴线的六自由度转动。然而上述调节机构依然存在以下三个方面的问题：一是转轴轴心离芯片感光窗口2’的轴心较远，在相对光轴进行旋转时，其它自由度也会发生变化，因此需要反复调节，调节效率低下；二是必须结合其它调节机构才能实现六自由度调节的功能，且重量和体积较大，使用不便；三是无调节锁紧机构，调节到位后全靠簧力压紧而不是牢固的螺纹锁紧，效果不可靠，在使用过程中或受到冲击时，容易导致芯片发生移动从而影响定位效果，未能切实满足实际应用的需要。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上不足，提供了一种结构简单、操作便捷、效果可靠的六自由度调节装置。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种六自由度调节装置，包括定位基座和与所述定位基座连接的六自由度调节机构，所述六自由度调节机构包括用于装配芯片的芯片定位座，用于装配所述芯片定位座的角度调节基板，设于所述角度调节基板上的X/Y向水平调节组件、Z向及绕X/Y向调节组件及绕Z向调节组件。进一步的，所述芯片定位座为圆柱体形状，其上表面向下开设有用于装配所述芯片的第一凹槽，所述角度调节基板上表面向下开设有用于装配所述芯片定位座的第二凹槽。进一步的，所述第二凹槽的内半径大于所述芯片定位座的外半径。进一步的，所述第一凹槽内侧至少一边设有定位凸台。进一步的，所述第一凹槽的侧边开设有芯片拆装孔。进一步的，所述芯片定位座上方设有芯片压板，将所述芯片压紧在所述第一凹槽内。进一步的，所述X/Y向水平调节组件包括若干水平贯穿所述第二凹槽侧壁的水平调节顶丝，使所述芯片定位座可以相对所述角度调节基板移动。进一步的，所述水平调节顶丝设有四个，包括一对沿X向对称分布的X向水平调节顶丝和一对沿Y向对称分布的Y向水平调节顶丝。进一步的，每个所述水平调节顶丝上方均设有水平锁紧顶丝，所述水平锁紧顶丝垂向穿过所述角度调节基板与所述水平调节顶丝接触锁紧。进一步的，所述Z向及绕X/Y向调节组件包括若干球头定位销和若干平端顶丝，以及与每个所述球头定位销连接的球头销升降顶丝；所述球头销升降顶丝与所述角度调节基板螺纹连接，并穿过所述角度调节基板与所述球头定位销一端的杆体连接，所述球头定位销另一端的球头则与设置于所述定位基座上的定位盲孔相适配，所述平端顶丝贯穿所述角度调节基板，与所述角度调节基板螺纹连接。进一步的，所述球头定位销和所述平端顶丝的数量均为2个，所述球头定位销和所述平端顶丝按圆心对称分布于所述角度调节基板上。进一步的，所述Z向及绕X/Y向调节组件还包括若干锁紧螺钉，所述锁紧螺钉穿过所述角度调节基板后与所述定位基座连接。进一步的，每个所述锁紧螺钉外均套设有消隙弹簧。进一步的，所述绕Z向调节组件包括水平设于所述角度调节基板外侧的凸边，沿水平向贯穿所述凸边并与所述芯片定位座外侧连接的角度调节杆，以及穿过所述凸边且位于所述角度调节杆两侧的角度调节螺丝，所述角度调节螺丝与所述角度调节杆垂直接触连接。进一步的，所述芯片为光电芯片，所述芯片定位座、角度调节基板和定位基座的轴向中心均设有用于通光的通孔。本专利技术提供的六自由度调节装置，包括定位基座和与所述定位基座连接的六自由度调节机构，所述六自由度调节机构包括用于装配芯片的芯片定位座，用于装配所述芯片定位座的角度调节基板，设于所述角度调节基板上的X/Y向水平调节组件、Z向及绕X/Y向调节组件及绕Z向调节组件。本专利技术不仅有效实现对光电转换芯片的六自由度调节，无需借助其他定位装置，精度高、操作简便；且光电转换芯片的旋转中心与光轴重合，进行绕光轴旋转调节时，不会使其他自由度发生变化，调节快、效率高，本专利技术结构简单，重量轻便，成本低廉，切实满足了实际应用的需要。附图说明图1-2是现有光电转换芯片的结构示意图；图3a是现有二自由度调节机构的结构示意图；图3b是现有三自由度调节机构的结构示意图；图4是本专利技术六自由度调节装置总体结构图；图5是本专利技术六自由度调节装置结构分解图；图6是本专利技术六自由度调节装置六自由度调节机构结构示意图；图7是本专利技术六自由度调节装置六自由度调节机构结构分解图；图8是本专利技术六自由度调节装置芯片定位座结构示意图；图9是本专利技术六自由度调节装置芯片角度调节基板结构示意图；图10是本专利技术六自由度调节装置角度调节基板下表面结构示意图；图11是本专利技术六自由度调节装置球头定位销及球头销升降顶丝的结构示意图；图12是本专利技术六自由度调节装置定位基座的结构示意图。图1-3b中所示：1’、外封装；2’、感光窗口；3’、调节螺丝；4’、定位销；5’、调节钮；6’、固定板；7’、活动板。图4-中所示：1、定位基座；11、定位圆盲孔；12、定位长圆盲孔；13、平端顶丝孔；14、锁紧螺钉孔；15、通孔；2、六自由度调节机构；3、芯片定位座；31、第一凹槽；32、定位凸台；33、芯片压板；34、定位面；35、芯片拆装孔；4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度调节装置，其特征在于，包括定位基座和与所述定位基座连接的六自由度调节机构，所述六自由度调节机构包括用于装配芯片的芯片定位座，用于装配所述芯片定位座的角度调节基板，设于所述角度调节基板上的X/Y向水平调节组件、Z向及绕X/Y向调节组件及绕Z向调节组件。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度调节装置，其特征在于，包括定位基座和与所述定位基座连接的六自由度调节机构，所述六自由度调节机构包括用于装配芯片的芯片定位座，用于装配所述芯片定位座的角度调节基板，设于所述角度调节基板上的X/Y向水平调节组件、Z向及绕X/Y向调节组件及绕Z向调节组件。2.根据权利要求1所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述芯片定位座为圆柱体形状，其上表面向下开设有用于装配所述芯片的第一凹槽，所述角度调节基板上表面向下开设有用于装配所述芯片定位座的第二凹槽。3.根据权利要求2所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述第二凹槽的内半径大于所述芯片定位座的外半径。4.根据权利要求2所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述第一凹槽内侧至少一边设有定位凸台。5.根据权利要求2或4所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述第一凹槽的侧边开设有芯片拆装孔。6.根据权利要求2所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述芯片定位座上方设有芯片压板，将所述芯片压紧在所述第一凹槽内。7.根据权利要求3所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述X/Y向水平调节组件包括若干水平贯穿所述第二凹槽侧壁的水平调节顶丝，使所述芯片定位座可以相对所述角度调节基板移动。8.根据权利要求7所述的六自由度调节装置，其特征在于，所述水平调节顶丝设有四个，包括一对沿X向对称分布的X向水平调节顶丝和一对沿Y向对称分布的Y向水平调节顶丝。9.根据权利要求7所述的六自由度调节装置，其特征在于，每个所述水平调节顶丝上方均设有水平锁紧顶丝，所述水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31